如图所示为某种测定风力的电路装置，其中R0=10Ω为保护电阻，AB为一根水平放置的电阻丝，其电阻值随长度均匀变化．已知AB=10cm，且单位长度电阻λ=2Ω/cm，OA=5cm（电阻忽略不计）．质量m=0.6kg的小球用一根轻质细金属丝OP悬于O点，它与电阻丝AB始终保持良好接触且无摩擦，无风时细金属丝OP自然下垂，在A点与电阻丝AB接触，电流表示数为0.2A；有风时细金属丝OP发生偏转与OA形成夹角．已知偏转角θ与小球所受风力F满足：F=mgtanθ．（电源电压保持不变）．求：分析 （1）无风时，电阻丝的总电阻RAB与R0串联，电流表测电路中的电流，根据题意求出RAB的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）无风时电流表的示数最小，当电阻丝接入电路中的电阻为零时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，然后得出电流表示数的变化范围；
（3）当OP与AB交于C点时，此时风力等于9N，根据F=mgtanθ求出tanθ的大小，根据三角关系求出AC的长度，然后求出电阻丝接入电路中的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即为对应的电流值．
解答 解：
（1）无风时，金属丝OP自然下垂，电阻丝的总电阻RAB与R0串联，电流表测电路中的电流，
此时电阻丝的电阻：
RAB=2Ω/cm×10cm=20Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=IA（R0+RAB）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；
（2）无风时，电阻丝接入的阻值最大，电流表的示数最小，最小为0.2A，
当电阻丝接入电路中的电阻为零时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，
则电流表的最大示数I大=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，
所以，电流表示数的变化范围为0.2A～0.6A；
（3）当OP与AB交于C点时，此时风力等于9N，且F=mgtanθ，
即：9N=mgtanθ=0.6kg×10N/kg×tanθ，
解得：tanθ=1.5，
在直角三角形OAC中，AC的长度：
AC=OA×tanθ=5cm×1.5=7.5cm，
电阻丝接入电路中的电阻：
RBC=RAB-RAC=20Ω-2Ω/cm×7.5cm=5Ω，
此时电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{BC}}$=$\frac{6V}{10Ω+5Ω}$=0.4A，
即风力等于9N时，对应的电流值为0.4A．
答：（1）电源电压为6V；
（2）电流表示数的变化范围为0.2A～0.6A；
（3）当OP与AB交于C点时，此时风力等于9N，则对应的电流值为0.4A．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路的动态分析，利用好“单位长电阻λ=2Ω/cm”和“F=mgtanθ”是关键．
文敬图书课时先锋系列答案科目：初中物理 来源： 题型：填空题
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科目：初中物理 来源： 题型：选择题
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| C． | 电压表示数不变，电流表示数变小 | D． | 电压表示数不变，电流表示数变大 |
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